[发明专利]用于测量经过开关的电流的方法和装置

说明书

用于测量经过具有未知的内电阻（R_s）的开关（2）的电流（I_x）的方法和装置（1），所述开关具有两个端子（3，4），其中测量开关上的电压差（u_s），其中借助于交流电流源（6）在运行时将由交流电流源提供的电流（i_p）与经过开关（2）的要测量的电流（I_x）叠加，所述交流电流源是与开关（2）并联的交流电流回路（5）的部分，其中由所述交流电流源（6）提供的电流（i_p）的幅度（I_p）和频率（f_p）是已知的；确定电压差（u_s）的交流电压分量（u_p）和其幅度（U_p）；并且确定和输出与交流电流源（6）的电流（i_p）的幅度（I_p）成比例的、端子（3，4）之间的电流（I_x）。

技术领域

本发明涉及一种用于测量经过具有未知的内电阻的开关的电流的方法以及装置，所述开关具有两个端子，其中借助于用于确定施加在开关上的电压的测量电路来测量开关上的电压差。

背景技术

已知的是，在这种测量中，测量结果自然具有与开关的在测量时间点的当前的内电阻的显著的相关性。因此，在电流相同的情况下，例如原理上结构相同的开关之间的测量电压（进而电流测量）由于样本分布并且附加地由于与环境相关的参数、例如温度而变化。因此通常尝试：通过利用具有补偿值的表格进行的校准和温度测量来考虑波动的或变化的参数。然而，在此在所测量的温度和实际的开关温度之间的差的关联起负面的作用。在具有多个并联的开关的情况下，所述关联还更差并且因此补偿还更难。

发明内容

因此，本发明的任务是，创造开始所提出类型的方法以及装置，其中至少降低测量结果与温度和样本分布的相关性。

开始所提出类型的根据本发明的方法通过如下方式解决所述任务，即借助于交流电流源在运行时将由交流电流源提供的电流与经过开关的要测量的电流叠加，所述交流电流源是与开关并联的交流电流回路的部分，其中由交流电流源提供的电流的幅度和频率是已知的；确定电压差的交流电压分量和将该交流电压分量的幅度确定为最大的电压值；并且确定和输出与交流电流源的最大电流成比例的、端子之间的电流。因此，在相应的根据本发明的装置中具有交流电流源的交流电路回路与开关并联，所述交流电流源提供具有已知的幅度和已知的频率的交流电流，其中在运行时将交流电流与经过开关的要测量的电流叠加，并且测量电路被设立用于确定施加在开关上的电压的交流电压分量。因为交流电流的幅度是已知的，所以——在假设线性的开关电阻的情况下——根据交流电压分量的幅度推断出开关的当前的内电阻，而不必中断或影响直流电流。

当除交流电压分量之外确定电压差的直流电压值时或者当测量电路被设立用于确定施加在开关上的电压的直流电压分量时，能够有利地根据交流电流源的交流电流的幅度和所确定的电压值的比确定端子之间的电流并且将其输出；而与当前的开关电阻无关。优选地，测量电路对此具有用于确定施加在开关上的电压的直流电压分量的至少一个低通滤波器。所述方法或所述装置利用如下事实：即在电阻相同的情况下，两个电流之比对应于这两个关联的电压的比。具体地，所述技术通过叠加已知的交流电流实现在测量时间点隐含地确定开关的内电阻的可能性。改变所述内电阻的可能的影响因素因此能够实际上被消除，使得其不再或至少明显更少地影响测量结果。为了正确地考虑可能时间上变化的参数，能够同时执行直流电压分量的确定和交流电压分量的确定。

尤其是在相较于交流电流的幅度小的直流电流的情况下有利的是：开关是半导体开关，所述半导体开关与用于控制开关电阻的栅极信号发生器连接，其中中断由交流电流源提供的电流，所述开关电阻由栅极信号发生器周期地、优选以交流电流源的频率来调制并且确定电压差的另一交流电压分量，其中确定和输出与另一交流电压分量和交流电流源的最大电流的乘积成比例的、端子之间的电流。在此，直流电流分量的测量不需要用于确定端子之间的电流，其中开关的绝对内电子能够是未知的，但是由栅极信号发生器产生的电阻变化必须是已知的。